У цьому відеоуроці каналу Паяльник TV покажемо, як взаємопов’язані елементи електричного кола і познайомимося з відбуваються в ній процесами. Першою схемою, на основі якої буде розглянуто принцип роботи, є схема мультивібратора на транзисторах. Схема може знаходитися в одному з двох станів і періодично переходить з одного в інше.
Аналіз 2-х станів мультивібратора.
Все, що ми спостерігаємо зараз, це два світлодіоди, які по черзі блимають. Чому це відбувається? Розглянемо спочатку перший стан.
Перший транзистор VT1 закритий, а другий транзистор повністю відкритий і не перешкоджає протіканню колекторного струму. Транзистор в цей момент знаходиться в режимі насичення, що дозволяє знизити на ньому падіння напруги. І тому правий світлодіод горить в повну силу. Конденсатор C1 в перший момент часу був розряджений, і струм безперешкодно проходив на базу транзистора VT2, повністю відкриваючи його. Але через мить конденсатор починає швидко заряджатися базовим струмом другого транзистора через резистор R1. Після того, як він повністю зарядиться (а як відомо, повністю заряджений конденсатор не пропускає струм), то транзистор VT2 внаслідок цього закривається і світлодіод гасне.
Напруга на конденсаторі C1 дорівнює добутку базового струму на опір резистора R2. Перенесемося в часі назад. Поки був відкритий транзистор VT2 і правий світлодіод горів, конденсатор C2, заряджений раніше в попередньому стані, починає повільно розряджатися через відкритий транзистор VT2 і резистор R3. Поки він не розрядився, напруга на базі VT1 буде негативним, яке повністю замикає транзистор. Перший світлодіод не горить. Виходить, що до моменту згасання другого світлодіода конденсатор C2 встигає розрядитися і переходить в готовність пропустити струм на базу першого транзистора VT1. До того моменту, коли перестає горіти другий світлодіод, загоряється перший світлодіод.
А в другому стані відбувається все те ж саме, але навпаки, транзистор VT1 відкритий, VT2 закритий. Перехід в інший стан відбувається тоді, коли конденсатор С2 розряджається, напруга на ньому зменшується. Разрядившись повністю, він починає заряджатися у зворотний бік. Коли напруга на переході база-емітер транзистора VT1 досягне напруги, достатнього для його відкривання, приблизно 0,7 В, цей транзистор почне відкриватися і перший світлодіод спалахне.
Знову звернемося до схеми.
Через резистори R1 і R4 відбувається заряджання конденсаторів, а через R3 і R2 відбувається розрядка. Резистори R1 і R4 обмежують струм першого і другого світлодіода. Від їх опору залежить не тільки яскравість світіння світлодіодів. Вони також визначають час зарядки конденсаторів. Опір R1 і R4 підбирається набагато менше, ніж R2 і R3, щоб заряджання конденсаторів відбувалася швидше, ніж їх розрядка. Мультивібратор використовується для отримання прямокутних імпульсів, які знімаються з колектора транзистора. При цьому навантаження підключається паралельно одному з колекторних резисторів R1 або R4.
На графіку представлені прямокутні імпульси, що виробляються цією схемою. Одна з областей називається фронт імпульсу. Фронт має нахил, і чим більше буде час зарядки конденсаторів, тим цей нахил буде більше.
принцип дії мультивібратора
Якщо в мультивибраторе використані однакові транзистори, конденсатори однакової ємності, і якщо резистори мають симетричні опору, то такий мультивібратор називається симетричним. Він має однакову тривалість імпульсів і тривалість пауз. А якщо є відмінності в параметрах, то мультивібратор буде несиметричним. Коли ми підключаємо мультивібратор до джерела живлення, то в перший момент часу обидва конденсатори розряджені, а значить на базу обох конденсаторів надійде струм і з’явиться неустановившийся режим роботи, при якому повинен відкритися лише один з транзисторів. Так як ці елементи схеми мають деякі похибки номіналів і параметрів, один з транзисторів відкриється першим, і мультивібратор запуститься.
Якщо ви захочете змоделювати цю схему в програмі Multisim, то потрібно виставити номінали резисторів R2 і R3 так, щоб їх опору відрізнялися хоча б на десяту частину Ома. Те ж саме виконайте з ємністю конденсаторів, інакше мультивібратор може не запуститися. При практичній реалізації даної схеми я рекомендую здійснювати живлення напругою від 3 до 10 Вольт, а параметри самих елементів зараз ви дізнаєтеся. За умови, що використовується транзистор КТ315. Резистори R1 і R4 не впливають на частоту імпульсів. В нашому випадку вони обмежують струм світлодіода. Опір резисторів R1 і R4 можна взяти від 300 Ом до 1кОм. Опір резисторів R2 і R3 від 15 кОм до 200 кОм. Ємність конденсаторів від 10 до 100 мкФ. Представимо таблицю зі значеннями опорів і ємностей, в якій наведено приблизна очікувана частота імпульсів. Тобто, щоб отримати імпульс тривалістю 7 секунд, тобто, тривалість світіння одного світлодіода, рівна 7 секунд, потрібно використовувати резистори R2 і R3 опором 100 кОм і конденсатора ємністю 100 мкФ.
Висновок.
Времязадающими елементами даної схеми є резистори R2, R3 і конденсатори C1 і C2. Чим менше їх номінали, тим частіше будуть перемикатися транзистори, і тим частіше будуть мерехтіти світлодіоди.
Мультивібратор можна реалізувати не тільки на транзисторах, але і на базі мікросхем. Залишайте свої коментарі, не забувайте підписатися на канал «Паяльник TV» на ютубі, щоб не пропустити нові цікаві відео.
Ще цікава стаття про радиопередатчике.
